Verbundwerkstoffe liefern Wertstoffe und Dampf

Autoren Dr. Ulrich Bornewasser Unternehmenskommunikation, Currenta Oliver Gehrmann Unternehmenskommunikation, Currenta

Schon vor Jahren hat der Chemieparkbetreiber Currenta in seinen Sonderabfallverbrennungsanlagen mit Versuchen zur thermischen Verwertung von Verbundwerkstoffen begonnen. Dabei zeigte sich, dass sich die Drehrohröfen bei entsprechender Temperaturführung auch für die Vorbehandlung von Elektronikschrott oder Lithium-Ionen-Batterien eignen. Neben dem Vorteil der sicheren Entsorgung gefährlicher Inhaltsstoffe profitieren Partnerunternehmen von Metallrückgewinnungsquoten bis 99 %. Neben der Funktion als Schadstoffsenke und Waste-to-Energy-Anlage können die Drehrohröfen der Currenta komplexe Verbundwerkstoffe wie Computerplatinen, Lithium-Ionen-Akkus oder Motorsteuerplatinen durch die thermische Vorbehandlung für ein wertschöpfendes und sicheres Recycling vorbereiten.

Lithium-Ionen-Batterien – ein Metall-Organik-Verbundsystem – lassen sich nur schwer mechanisch aufbereiten. Schon beim Einsammeln dürfen Akkumulatoren nicht beschädigt werden. Denn die Batterien können zum einen bei unsachgemäßer Öffnung in Brand geraten oder sogar explodieren. Zum anderen sind die Elektrolyte der Energiespeicher umweltgefährlich. Diese Gefahren lassen sich durch die thermische Behandlung im Drehrohr kontrollieren. Die eingebrachten Batterien platzen bei den hohen Temperaturen auf und organische Bestandteile verbrennen. In der Schlacke verbleiben metallische und andere nicht brennbare Bestandteile. Bei großen Baueinheiten, die auch elektronische Steuerungen enthalten, kann so mitunter auf vorhergehende Demontagen verzichtet werden. Enthaltene Wertmetalle wie Aluminium, Kupfer oder Stahl lassen sich sicher, effizient und rein zurückgewinnen. Bei dieser anspruchsvollen Aufgabe kooperieren Currenta und die Firma Accurec seit mehreren Jahren. Während der Chempark-Betreiber die Batterien thermisch vorbehandelt, kümmert sich der Mülheimer Recycler um Sammlung und Transport der Batterien sowie die Rückgewinnung der Metalle. Mit diesem Ansatz wurden 2013 bereits rund 1300 t Altbatterien verwertet. Mithilfe der thermischen Vorbehandlung konnte Currenta aber auch aus mehreren Tausend Tonnen Computerplatinen Wertmetalle wie Kupfer, Silber und Gold zu weit über 90 % zurückgewinnen – in Form einer metallreichen Schlacke. Auch ein Automobilzulieferer lässt bei Currenta jährlich einige Hundert Motorteile, in die elektronische Steuerelemente eingeklebt sind, thermisch vorbehandeln. Das von der Organik und unter Energiegewinn befreite Metall gelangt anschließend ins stoffliche Recycling.

Die vier Drehrohrofen-Sonderabfallverbrennungsanlagen (DRO-SAV) in den Chempark-Standorten Leverkusen, Dormagen und Krefeld-Uerdingen bestehen aus den drei Bereichen Drehrohr mit Nachbrennkammer, Abhitzekessel zur Dampferzeugung und mehrstufiger Rauchgasreinigung. Bei mehr als 1000 °C werden die organischen Anteile der vorsortierten Abfälle im 12 m langen und 3,5 m im Querschnitt messenden Drehrohr oxidiert. Anorganische Bestandteile bilden eine Schmelze, die am Ende des geneigten und sich drehenden Ofens in einen wassergefüllten Entschlacker abläuft, wo sie erstarrt. Verbleibende Rauchgase gelangen in die Nachbrennkammer. Mit Abfallflüssigkeiten beschickte Brenner stellen dort eine Verbrennungstemperatur von über 1000 °C sicher. An den Kammerwänden läuft weitere Schlacke ab, die sich am Boden sammelt und während Revisionen ausgeräumt wird. Danach gelangen heiße Rauchgase in den Dampfkessel, wo mit deren Energiegehalt Dampf von etwa 40 bar Überdruck und 350 bis 380 °C erzeugt wird. Die abschließende mehrstufige Rauchgasreini- gung sorgt dafür, dass die Grenzwerte der 17. BImschV sicher eingehalten werden.

Neben der technischen Infrastruktur aus Drehrohrofen und Rauchgasreinigung sind für die effiziente thermische Vorbehandlung von Verbundwerkstoffen mehrere Faktoren wichtig – unter anderem eine zielgenaue Temperaturführung. Denn diese entscheidet letztendlich über Aufschluss und spätere Verteilung der Wertmetalle in den Verbrennungsrückständen. Currenta behält die Verbrennungstemperatur mithilfe hochauflösender Infrarotthermokameras im Blick.

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